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Auf dem Ionisationsprinzip beruhender Detektor Zusatz ztnn Patent
1 053 359 Die Erfindung betrifft einen Detektor, beispielsweise einen Feuer- und
Flammendetektor, in dem ein Geiger-Müller-Zählrohr als Spürorgan oder Fühler verwendet
wird. Der Fühler wird dabei in einer Schaltung so angeordnet, daß er eine pulsierende
Spannung erzeugt, wenn er einer ionisierenden Strahlung, die ein Kennzeichen des
zu untersuchenden Zustandes ist, ausgesetzt ist.
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Die Erfindung ist eine Weiterbildung der Erfindung, die Gegenstand
des Patentes 1 053 359 ist.
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Im Hauptpatent ist ein Gerät zum Aufspüren ionisierender Strahlung
beschrieben, in dem der das Geiger-Müller-Zählrohr enthaltende Fühlerkreis an einen
schaltenden Verstärkerkreis mittels eines Signalkanals, der ein integrierendes oder
verzögerndes Netzwerk enthält, und an einen Schaltkreis angeschlossen ist, mit dem
es über einen getrennten Direktkanal verbunden ist. Dabei spricht der Schaltkreis
nur zur Abgabe eines Signals an, wenn er gleichzeitig über beide Kanäle Signale
aufnimmt.
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Durch dieses Mittel wird der schaltende Kreis dann zum Ansprechen
veranlaßt, wenn der Fühlerkreis schnell wiederholte Impulse abgibt. Er spricht aber
nicht auf Impulse an, die infolge des Eigenpegels des Geiger-Müller-Zählrohres in
verhältnismäßig langsamer Folge abgegeben werden.
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Nach der Erfindung enthalten nunmehr beide Signalkanäle ein integrierendes
oder Verzögerungsnetzwerk, wobei das Maß der Integration oder der Verzögerung in
dem einen Kanal größer als in dem anderen ist.
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Dieses und andere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung eines Beispieles, in der auf die Zeichnung Bezug genommen wird.
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Die Zeichnung ist ein elektrisches Schaltbild einer die Erfindung
verkörpernden Vorrichtung zum Aufspüren von Strahlungen von Feuer oder von Flammen.
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Der Fühler des Detektors in der Zeichnung ist ein Geiger-Müller-Zählrohr
10, welches sich nicht selbst löscht. Es hat einen Löschkreis, der eine gasgefüllte
Röhre 15 enthält. Das Ausgangssignal des Löschkreises wird einer Tetrode 300 mit
einer Anode301, Steuerelektroden 302 und 303 und einer Kathode 304 zugeführt.
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Der Ausgang des Detektors besteht aus einem Relais 305 mit einer
Wicklung 306, der ein Kondensator 307 parallelgeschaltet ist. Das Relais 305 steuert
einen Kontakt 308.
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Die Arbeitsspannung für den Detektor wird von einem Transformator
309 abgeleitet, der eine Primärwicklung 310 und Sekundärwicklungen 311 und 312 hat.
Die Primärwicklung310 ist an eine nicht dargestellte Wechselspannungsquelle angeschlossen.
Die Sekundärwicklung 312 liefert eine niedrige Spannung für die Speisung der Heizfäden
der Röhren 15 und 300. Weiter liefert die Wicklung 312 eine Vorspannung für die
Röhre 15. Dies läßt sich leicht durch Verfolgen der Schaltverbindung von der unteren
Klemme der Sekundärwicklung 312 über die Leiter 313 und 314, den Kondensator 315,
den Gleichrichter 316 und die Leitung 317 zur oberen Klemme der Sekundärwicklung
312 erkennen.
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Der Kondensator 315 ist auf die in der Zeichnung angegebene Polarität
aufgeladen, wodurch die Röhre 15 im wesentlichen auf Sperrung vorgespannt ist. Die
positive Elektrode des Kondensators 315 ist an die Kathode 21 der Röhre 15 und die
negative Elektrode dieses Kondensators über einen Widerstand 318 an die Steuerelektrode
19 der Röhre 15 angeschlossen.
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Die Sekundärwicklung 311 ist in Verbindung mit dem Gleichrichter
319 und dem Kondensator 320 die Quelle für eine hohe Arbeitsgleichspannung. Der
Kondensator 320 ist auf die in der Zeichnung dargestellte Polarität aufgeladen.
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Die Sekundärwicklung 311 ist mit einem Abgriff 321 versehen, und
der untere Teil der Sekundärwicklung bildet in Verbindung mit dem Gleichrichter
322 und dem Kondensator 323 eine Vorspannungsquelle für die Steuerelektroden der
Röhre 300. Der
Kondensator 323 ist auf die in der Zeichnung angegebene
Polarität aufgeladen, und seine positive EIektrode ist an die Kathode 304 der Röhre
300 angeschlossen. Die negative Elektrode dieses Kondensators ist über den Widerstand
324 mit der Steuerelektrode 303 verbunden, durch die die Röhre 300 auf im wesentlichen
sperrende Vorspannung gelegt ist.
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Soweit der Kondensator 320 aufgeladen wird, verteilt sich diese Ladung
auf einen weiteren Kondensator 326, der auf die dargestellte Polarität aufgeladen
ist. Der Ladekreis für den Kondensator 326 kann von der oberen Elektrode des Kondensators
320 über den Leiter 327 und den Kondensator 326 zum Leiter 328 verfolgt werden.
An dieser Stelle teilt sich der Ladekreis in zwei Zweige. Der erste dieser Zweige
besteht aus einem Widerstand 329, - der in Reihe mit der aus dem Widerstand 324
und dem Kondensator 330 bestehenden Parallelschaltung liegt. Der zweite Zweig dieses
Kreises besteht aus-einem Widerstand 331, der mit der aus Widerstand 325 und Kondensator
332 bestehenden Parallelschaltung in Reihe geschaltet ist.
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Der Kreis ist dann über den Leiter 333 zur unteren Elektrode des Kondensators
320 geschlossen. Aus dieser oben verfolgten Schaltung wird ersichtlich, daß die
Ladegeschwindigkeit des Kondensators 326 durch die Impedanz der Netzwerke bestimmt
wird, die die Widerstände 329, 331, 325 und 324 einschließen. Wie weiter unten ersichtlich
ist, bestimmt die Aufladegeschwindigkeit oder Aufladezeit des Kondensators 326 die
Umlauf- oder Zählgeschwindigkeit des Geigerrohres 10.
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Das Gerät ist in einem Bereitschaftszustand dargestellt, in der die
Arbeitsspannung an dem Geigerrohr 10 liegt. Das Nichtvorhandensein eines ionisierenden
Zustandes am Geigerrohr 10 ist durch das Relais 305 angezeigt, welches in stromlosem
Zustand bleibt. Wenn in diesem Zustand angenommen wird, daß ein zufälliger Eigenpegelstoß
die Ionisation des Geigerrohres 10 veranlaßt, ist der- Kondensator 326 bestrebt,
sich über das Geigerrohr 10 zu entladen.
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Dieser Kreis kann leicht von der oberen Elektrode des Kondensators
326 über den Leiter 334, das Geigerzählrohr 10, die Leiter 335, den Widerstand 318,
den Gleichrichter 316, den Leiter 336, den Heizfaden der Röhre 15 und den Leiter
337 zur unteren Elektrode des Kondensators 326 verfolgt werden. Da das Geigerrohr
10 einen verhältnismäßig kleinen Strom leitet, wird der Kondensator 326 aber nur
wenig entladen.
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Der in diesem Kreis fließende Strom entwickelt jedoch über den Widerstand
318 eine Spannung, welche die Sperrvorspannung am Kondensator 315 überwindet und
die Röhre 15 damit leitend gemacht wird.
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Sowie diese Röhre leitend wird, wird der Kondensator 326 im wesentlichen
durch einen Kreis kurzgeschlossen, der von der oberen Elektrode des Kondensators
326 iiber die Leiter 334 und 338, die Röhre 15 und die Leiter 314 und 337 zur unteren
Elektrode des Kondensators 326 verfolgen kann. Der Kondensator 326 wird daher im
wesentlichen völlig entladen, und die an der Anode und Kathode des Geigerrohres
10 und an der Anode und Kathode der Röhre 15 herrschende Spannung fällt im wesentlichen
auf Null ab, wodurch das Geigerrohr 10 und die Röhre 15 gelöscht werden.
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Der Kondensator 326 lädt sich nun über einen Kreis auf, der mit dem
oben erfolgten Kreis iibereinstimmt und die Widerstände 329, 331, 325 und 324 enthält.
In diesem Kreis sind die Widerstände 324 und 325 durch die Kondensatoren 330 und
332 überbrückt. Die Kondensatoren 330 und 332 wirken
integrierend oder verzögernd
auf die den Steuergittern 302 und 303 zugeführte Spannung. Die dieses Netzwerk bildenden
Widerstände und Kondensatoren sind so gewählt, daß die der einen der Steuergitter
zugeführte Spannung mehr als die dem anderen Gitter zugeführte Spannung integriert
oder verzögert wird. Dadurch werden die den Steuergittern 302 und 303 zugeführten
Steuerspannungen in Abhängigkeit voneinander verzögert.
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Die Röhre 300 wird nicht leitend, solange die Signale an den beiden
Steuergittern nicht koinzidieren.
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Koinzidenz tritt nur bei einer ungehinderten oder ungedämpften Zählgeschwindigkeit
oder -folge durch das Geigerrohr 10 ein, wogegen die Röhre 300 sperrt, wenn nur
ein zufälliger im normalen Eigenpegel des Rohres liegender Impuls auftritt. Ein
zufälliger Störimpuls kann wohl bewirken, daß das Steuergitter 302 eine ihm zugeführte
augenblickliche Arbeitsspannung erhält, aber da die durch den Kondensator 332 bewirkte
Integration oder Verzögerung von der durch den Kondensator 330 bewirkten Verzögerung
abweicht, gelangt in diesem gleichen Augenblick keine Spannung zum Steuergitter
303, so daß die Röhre 300 gesperrt bleibt.
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Wenn das Geigerrohr 10 einer ionisierenden Dauerwirkung ausgesetzt
wird, wie sie beispielsweise von einer Flamme oder ähnlichem verursacht wird, wiederholt
sich der oben beschriebene Zyklus von Vorgängen mit einer verhältnismäßig großen
Geschwindigkeit, die durch die Wiederaufladezeit des Kondensators 326 bestimmt wird.
Schnell wiederholte Entladungen des Kondensators 326 entwickeln gleichzeitig sowohl
am Widerstand 325 als auch am Widerstand 324 Spannungen mit der Wirkung, daß die
den beiden Steuergittern 302 und 303 durch den Kondensator 323 zugeführte Vorspannung
überwunden wird. Bei einem ungedämpften Stoß oder einem ungedämpften Zählen des
Geigerrohres 10 wird die Röhre 300 leitend gemacht, so daß das Relais 305 erregt
wird.
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Der dargestellte Detektor ist unter Verwendung von Elementen mit
den nachfolgend angegebenen Werten hergestellt worden. Diese Werte haben jedoch
nur die Bedeutung von Beispielen und stellen keine Begrenzung der Erfindung dar.